[發(fā)明專(zhuān)利]一種寬禁帶半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)渡越時(shí)間二極管噪聲檢測(cè)方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011059069.3
• 申請(qǐng)日: 2020-09-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112363038B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韋文生;余壽豪;張夏彬;莫越達(dá);黃文喜;周迪;何明昌
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 溫州大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01R31/26
• 分類(lèi)號(hào): G01R31/26
• 代理公司: 溫州名創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33258
• 代理人: 陳加利

1.一種寬禁帶半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)渡越時(shí)間二極管噪聲檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、獲取被測(cè)寬禁帶半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)渡越時(shí)間二極管，并結(jié)合被測(cè)寬禁帶半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)渡越時(shí)間二極管的噪聲影響因素，對(duì)被測(cè)寬禁帶半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)渡越時(shí)間二極管預(yù)設(shè)的連續(xù)性方程、電流密度方程及泊松方程進(jìn)行修正；其中，所述被測(cè)寬禁帶半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)渡越時(shí)間二極管為碰撞電離雪崩渡越時(shí)間IMPATT二極管或混合隧穿雪崩渡越時(shí)間MITATT二極管；IMPATT二極管的噪聲影響因素包括電離雪崩效應(yīng)和量子效應(yīng)；MITATT二極管的噪聲影響因素包括電離雪崩效應(yīng)、量子效應(yīng)和場(chǎng)致隧穿效應(yīng)；

S2、對(duì)被測(cè)寬禁帶半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)渡越時(shí)間二極管模型網(wǎng)格化，并基于網(wǎng)格化的被測(cè)寬禁帶半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)渡越時(shí)間二極管模型，對(duì)被測(cè)寬禁帶半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)渡越時(shí)間二極管的修正后的連續(xù)性方程、電流密度方程及泊松方程組成的方程組進(jìn)行離散化；

S3、求解離散化后的方程組，得到被測(cè)寬禁帶半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)渡越時(shí)間二極管的結(jié)構(gòu)參數(shù)值、穩(wěn)態(tài)性能參數(shù)值和交流性能參數(shù)值；

S4、構(gòu)建被測(cè)寬禁帶半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)渡越時(shí)間二極管的噪聲模型，并將所述結(jié)構(gòu)參數(shù)、所述穩(wěn)態(tài)性能參數(shù)值、所述交流性能參數(shù)值導(dǎo)入所述噪聲模型中進(jìn)行迭代計(jì)算，得到被測(cè)寬禁帶半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)渡越時(shí)間二極管的噪聲參數(shù)值。

2.如權(quán)利要求1所述的寬禁帶半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)渡越時(shí)間二極管噪聲檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟S2具體包括：

將被測(cè)寬禁帶半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)渡越時(shí)間二極管有源區(qū)的一維空間(x)、一維時(shí)間(t)分別均勻分隔，形成均勻網(wǎng)格；其中，1、2、……、i、……、N代表電子、空穴濃度位置的空間節(jié)點(diǎn)；1、2、……、j、……、N代表電場(chǎng)強(qiáng)度、電流密度、產(chǎn)生率位置的空間節(jié)點(diǎn)，相鄰點(diǎn)之間的位置差Δx為一維空間的步長(zhǎng)；1、2、……、k、……、N為時(shí)間節(jié)點(diǎn)，相鄰點(diǎn)之間的時(shí)間差Δt為一維時(shí)間的步長(zhǎng)，其中i、j、k、N都為自然數(shù)，而且i、j、k均小于N，N小于10000；

將修正后的連續(xù)性方程、電流密度方程及泊松方程分別進(jìn)行離散化處理，并將離散化的空穴電流密度、電子電流密度分別代入到離散化的空穴連續(xù)性方程、電子連續(xù)性方程中，得到對(duì)應(yīng)空穴、電子的三對(duì)角元素方程組的標(biāo)準(zhǔn)差分形式，且進(jìn)一步與離散化的泊松方程相結(jié)合，得到離散化處理后的方程組。

3.如權(quán)利要求1所述的寬禁帶半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)渡越時(shí)間二極管噪聲的檢測(cè)方法，其特征在于，所述寬禁帶半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)渡越時(shí)間二極管的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括異質(zhì)結(jié)面積、漂移區(qū)寬度、雪崩區(qū)寬度。

4.如權(quán)利要求1所述的寬禁帶半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)渡越時(shí)間二極管噪聲檢測(cè)方法，其特征在于，所述被測(cè)寬禁帶半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)渡越時(shí)間二極管的穩(wěn)態(tài)性能參數(shù)包括空穴或電子分布、空穴或電子電流密度分布，以及峰值電場(chǎng)強(qiáng)度、擊穿電壓、雪崩電壓、最大雪崩產(chǎn)生率、最大隧穿產(chǎn)生率、直流功率。

5.如權(quán)利要求1所述的寬禁帶半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)渡越時(shí)間二極管噪聲檢測(cè)方法，其特征在于，所述被測(cè)寬禁帶半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)渡越時(shí)間二極管的交流性能參數(shù)包括二極管負(fù)阻、電導(dǎo)、電納。

6.如權(quán)利要求1所述的寬禁帶半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)渡越時(shí)間二極管噪聲檢測(cè)方法，其特征在于，所述被測(cè)寬禁帶半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)渡越時(shí)間二極管的噪聲參數(shù)包括噪聲場(chǎng)強(qiáng)分布、單位帶寬的均方噪聲電壓、噪聲測(cè)度。